بـتــــــــــــــــــــــ ــــــــن * -

پاسخ : بـتــــــــــــــــــــــ ــــــــن * -

لیکا

لیکا چیست؟​

یکی از روش های تهیه دانه های سبک استفاده از کوره گردان است .وقتی برخی از انواع رس با دانه هایی به ریزی صفر تا دو میکرون در دمای بالاتر از 1000 درجه سانتیگراد در این کوره ها حرارت می بینند ،گازهای ایجاد شده در داخل آنها منبسط می شوند و هزاران سلول هوای ریز تشکیل می دهند .با سرد شدن مواد ،این سلول ها باقی می مانند و سطح آن ها سخت می شود .
مهمترین ویژگی های لیکا عبارتند از :
وزن کم ،عایق حرارت ،عایق صوت ، باز دارنده نفوذ رطوبت، مقامت در برابر یخ زدگی ،تراکم ناپذیری تحت فشار ثابت و دائمی ،فساد ناپذیری ،مقاومت در برابر آتش و PH نزدیک به نرمال .
وزن کم این دانه ها و در نتیجه هزینه حمل پایین آن باعث شده است تا از لیکا در پر کردن فضاهای خالی استفاده شود .در کاربرد های خاص نظیر زیرسازی ساختمان و تسطیح و شیب بندی بام ،خواص عایق حرارتی و دوام لیکا مشخصات فنی مناسبی برای آن فراهم می کند .
در راهسازی نیز از تراکم ناپذیری لیکا برای کنترل نشست پلاستیک بستر های سست استفاده می شود .همچنین جذب آب مناسب ،تخلخل و دوام لیکا آن را برای کشاورزی بدون خاک مناسب ساخته است . همین خواص باعث شده است تا در تصفیه فاضلاب های خانگی از ***** های ساخته شده از لیکا استفاده شود.

ویژگی های بتن لیکا
خواص لیکا باعث شده است تا در بتن سبک لیکا کاربردهای فراوانی داشته باشد . مهمترین ویژگی های بتن لیکا عبارتند از ،وزن کم ،سهولت حمل و نقل ،بهره وری بالا هنگام اجرا ،سطح مناسب برای اندود کاری ،مقاومت و باربری در شرایط خاص ،عایق حرارت ،مقاومت در برابر آتش ،عایق صدا مقاومت در برابر یخ زدگی ،بازدارندگی در برابر نفوذ رطوبت و دوام در برابر مواد آهکی .
متناسب با وزن و مقاومت مورد نظر از بتن سبک لیکا به عنوان پر کننده ،عایق و یا باربر استفاده می شود . بتن لیکا می تواند درجا ریخته شود و یا به صورت بلوک ،اجزای ساختمانی و سایر قطعات پیش ساخته به کار رود . در هر مورد متناسب با کاربرد و روش اجرا از دانه بندی های مناسب لیکا استفاده می شود .
بتن های پرکننده و عایق اغلب در پی سازی و زیر سازی ساختمان ،شیب بندی کف و بام ،بلوک ها یا اجزای دیوارهای جداکننده و محیطی غیر باربر به کار می روند .
در حالی که از بتن های سبک سازه ای – که البته عایق نیز خواهند بود – در ساخت اجزای مقاوم نظیر بلوک های باربر ،پانل های دیواری و سقفی مسلح و نیز اسکلت بتن مسلح ساختمان ها استفاده می شود .قابل توجه است که به دلیل الزامات مقاومت و دانه بندی ،تنها با استفاده ازدانه های لیکا می توان در ایران بتن سبک سازه ای ساخت .

جدول کاربردهای لیکا بر حسب اندازه دانه ها​

اندازه
کاربرد
(لیکای درشت )بادامی 10-20mm
پی ،پرکننده سبک،تولید بلوک کف ،عایق سازی کف ،سقف عایق سازی ابنیه تسطیح بام ،زیر سازی ساختمان ،زهکشی
(لیکای متوسط)نخودی 3-10mm
تولید بتن سبک لیکا ،تولید بلوک ،دال و اجزای ساختمانی ،زیر سازی ساختمان
لیکاری ریز و بسیار ریز 0-3mm
تولید بلوک ،دال و اجزای ساختمانی تولید بتن سبک ،تولید اندود و ملات لیکا ​

 

پاسخ : بـتــــــــــــــــــــــ ــــــــن * -

فركانس ویبراتور، كلیدی است كه ما را قادر می نماید بتن تازه را به بتنی یكپارچه تبدیل نمائیم. در صورتیكه فركانس ویبراتور خیلی كم باشد، ویبراتور به درستی نمی تواند بتن را یكدست و یكپارچه نماید و چنانچه فركانس ویبراتور خیلی زیاد باشد، به علت ازدیاد هوای داخل بتن، مقاومت آن در برابر خرابیهای ناشی از سیكلهای انجماد و ذوب شدن قابل ملاحظه ای پیدا می كند.

اپراتورها و كارگران نیز تحت تأثیر فركانس ویبراتور قرار می گیرند، چرا كه كاهش فركانس، مدت زمانی كه اپراتور بایستی ویبراتور را در بتن تازه به منظور دست یابی به بتنی یكپارچه و یكدست قرار دهد، افزایش پیدا می یابد. به دلایل فوق الذكر، تصمیم بر آن شد كه یك بازنگری دقیق در ارزیابی فركانس ویبراتور در عملكرد قالبهای خود ویبره، ویبراتورهای دستی و ویبراتورهای نصب شده بر روی قالبهای رونده مخصوص ساخت پیاده روها و كف خیابانهای بتنی (Slip Form Pavers) صورت پذیرد.



چرا ما به دنبال فركانسهای بالاتر هستیم؟ مقـدار انـرژی مورد نیـازی كه بایستی بـه منظـور یكپـارچه سازی بتن بـه كار گرفته شود. بـرأی كسی كه بـه صورت دستی اقدام بـه متـراكم سازی بتن تـازه نموده، معلوم و مشخص می باشد. نیرو و عملكرد ویبراتورها به مراتب از سایـر وسایل دستی متراكم سازی بتن، مؤثـر می باشد. زیـرا در مدت زمان كوتـاهتری بـه كمك ویبراتورها، انرژی بیشتری به بتن منتقل می شود. مقدار انرژی منتقل شده به وسیله ویبراتور، با توان سوم فركانس ویبراتور (f3) نسبت مستقیم دارد. در صورتی كه تمام پارامترهای مربوط به ویبراتور و بتن را ثابت نگه داریم، با افزایش فركانس ویبراتور از 6000 لرزه در دقیقه (vpm ) بهvpm 7500، مقدار انرژی انتقالی به بتن در مدت زمان معین، دو برابر خواهد شد. مقدار انرژی خروجی ازvpm 7500 بهvpm 9500 نیز دو برابر می گردد.



یك انتخاب صحیح در فركانس بالاتر ویبراتور، می تواند به یكپارچه سازی هرچه مؤثرتر بتن و كاهش مدت زمان ویبره بیانجامد و البته انتخاب نادرست نیز، نتایج معكوس را به دنبال خواهد داشت؛ به تعبیر دیگری، انتخاب نادرست فركانس پایین ویبراتور، منجر به یكپارچه سازی ناقص و معین بتن شده و یا مدت زمان بیشتری را برأی ویبره نمودن طلب می كند. در صورتی كه ولتاژ وروردی كم باشد، نیروی خروجی نیز كم خواهد بود و این به معنای تراكم ناقص و نامناسب بتن می باشد.

كاهش فركانس ازvpm 8000 بهvpm 6500 (حدود 20 درصد كاهش) انرژی خروجی را نصف می نماید. این كاهش انرژی خروجی ویبراتور را می توان با افزایش مدت زمان ویبره به دو برابر مدت زمان اولیه و كم كردن فواصل جاگذاری شلنگ ویبره در بتن جبران نمود. در حال حاضر ویبراتورهایی كه با فركانس حدودvpm 17000 در دسترس می باشند كه امكان یكپارچه سازی هرچه سریعتر و بهتر بتن را در مدت زمان معین فراهم می آورند.

فركانس ویبراتور بر اساس لرزش آن در هوا تعیین می گردد؛ اما فركانس كه هنگام ادخال ویبره در بتن و در تماس با بتن اندازه گیری می گردد، معیار سنجش می باشد و این فركانس به طور قابل ملاحظه ای از فركانس اندازه گیری شده در هوا كمتر بوده و مقدار این افت به مشخصات مخلوط بتنی و حجم آن بستگی دارد. كاهش 20 درصدی فركانس ویبره از هوا به داخل بتن دور از انتظار و غیر معمول نبوده و به روشنی افت فركانس ویبراتور در هنگام ادخال ویبره به بتن به وسیله اپراتور ملموس و شنیدنی است.



آیا مرز و محدودیتی برأی ویبره های با فركانس زیاد وجود دارد؟ ویبراتورهای فركانس بالا، به طور مؤثری می توانند هوا را از بتن خارج نمایند و این موضوع به تراكم هرچه بهتر بتن می انجامد، لیكن ممكن است به كاهش مقاومت بتن در برابر خرابیهای ناشی از سیكلهای متوالی انجماد و ذوب نیز بیانجامد. ویبراتورها به دو طریق هوا را از بتن خارج می نمایند؛ و اندازه حبابهای هوا و حجم هوای خارج شونده از بتن تازه به پارامترهایی از جمله فركانس ویبراتور وابسته می باشد. در وهله اول، ویبره با فركانس مناسب، منجر به روانی بتن پلاستیك شده اجازه حركت حبابهای هوا در كلیه اندازه ها را به سمت سطح بتن فراهم می سازد. از آنجائیكه حبابهای بزرگتر سریعتر از حبابهای كوچكتر خود را به سطح بتن می رسانند، لذا حجم بزرگتری از هوای محبوس در همان مدت كوتاه اولیه ویبره، از بتن خارج می گردد. در مرحله دوم، ویبراتور در بتن تازه، متناوباً بتن محصور را فشرده و غیرفشرده (Compress & Decompress) نموده و كلیه حبابهای هوا نیز بر اثر فركانس و لرزش ویبراتور منقبض و منبسط می شوند. لازم به ذكر است بر اثر پدیده های فوق الذكر ساختارهای ترد و لاستیك مانند حبابهای هوا دچار گسیختگی و انفجار می شوند.

این گسیختگی در صورتی اتفاق می افتد كه فركانس نیروهای انقباضی و انبساطی وارده بر حبابها، با فركانس طبیعی آنها (حبابها) برابر شده و پدیده رزونانسی (تشدید) به وقوع بپیوندد. جای توجه دارد كه حبابهای بزرگتر، فركانس طبیعی پایین تری داشته، از این حبابهای مذكور تردتر و شكننده تر بوده و در طی فرآیند ویبراسیون دچار از هم پاشیدگی می شوند. فركانس روزنانسی حبابها در آب با اندازه آنها نسبت معكوس دارد.



بر اساس تجربیات سالیان متمادی با ویبراتورهای به فركانسvpm 3000 تاvpm 6000، انتظار می رود در این محدوده فركانسی تنها حبابهای بزرگتر و مبحوس (Entrapped) از بتن خارج شده و حبابهای كوچكتر بدون تحریك شدید، سالم در بتن باقی بماند. با بالا رفتن فركانس ویبراتورها، عملكرد آنها در خارج كردن حبابهای كوچكتر از بتن نیز به مراتب بهتر و مؤثرتر می گردد.

فركانس بالاتر در ویبراتورها، منجر به كاهش مقدار هوای موجود در بتن و همچنین كاهش مقاومت بتن در برابر خرابیهای ناشی از سیكلهای انجماد و ذوب می گردد. اندازه حبابهای هوا در ارتباط با مقاومت بتن در برابر سیكلهای انجماد و ذوب به همان اندازه از اهمیت برخوردار است كه مقدار هوای موجود در بتن مهم می باشد. بنابراین در صورت ابقاء حبابهای كوچك در بتن، كاهش در حجم هوای موجود در بتن لزوماً منجر به كاهش دوام بتن نمی گردد.

چنانچه تراكم بتن بدون هوا مدنظر بوده و حفاظت در برابر سیكلهای انجماد و ذوب حائز اهمیت نباشد، خارج نمودن كلیه حبابهای هوا در تمام اندازه ها از بتن منجر به افزایش مقاومت بتن سخت شده و بالا رفتن دانسیته آن می گردد، اما در صورتی كه تراكم بتن هوادار مد نظر باشد، فقدان حباب هوا، خصوصاً حبابهای كوچكتر در بتن، مقاومت در برابر سیكلهای انجماد و ذوب را شدیداً كاهش می دهد.



فركانس بهینه ویبراتورها پس از بحث های صورت گرفته در قسمتهای قبل، حال جای این سؤال است كه فركانس بهینه ویبراتور به منظور تراكم سازی حداكثر بتن و رسیدن به بیشترین مقاومت در برابر خرابیهای ناشی از سیكلهای انجماد و ذوب چه مقدار است؟ پاسخ سؤال مذكور منوط به موارد مندرج در ذیل می باشد: نخست، این سؤال از جانب چه كسی مطرح گریده است؟ دوم، تجهیزات ویبره بتن دارای چه مشخصاتی است و تركیب مخلوط بتنی چگونه است؟ سوم، مشخصات فنی بتن را چه كسی تهیه نموده است؟ برخی، در جدول مشخصات فنی، فركانس را بهvpm 5000 تاvpm 8000 محدود نموده اند، برخی دیگر نیز فركانس را بهvpm 8000 تاvpm 10000 منحصر كرده اند. اما آنچه كه بایستی در صورت عدم وجود فركانس معین در مشخصات فنی در نظر داشت این است كه انرژی خروجی در فركانسvpm 10000 دو برابر انرژی خروجی درvpm 8000 بوده و نیروی خروجی در vpm 8000 چهار برابر نیروی خروجی درvpm 5000 می باشد. مقادیر فوق الذكر مشروط به ثابت بودن كلیه پارامترها و فاكتورها به غیر از فركانس (متغیر مستقل) ویبراتور است.

دستگاه كالیبره و كوك گیتار، و میله ای ساده و ارزان قیمت به منظور تخمین فركانس ویبراتور پیشنهاد می گردد. این وسیله به قیمت 6 دلار، از شش سیم با محدوده فركانسvpm 4900 تاvpm 19000 تشكیل شده است كه اتفاقاً محدوده فركانس مورد نیاز در مورد ویبراتورها را نیز پوشش می دهد. سیم A با فركانسی برابرvpm 6600، فركانس معمول ادخال شلنگ ویبراتور در بتن بوده و در چنین فركانس پائینی، مشكلات بسیار محدودی گزارش گردیده است. با سیمهای D و G می توان ازvpm 8800 تاvpm 11800 را تجربه نمود.

این محدوده، منطقه انتقالی از ویبراتورهای فركانس پائین به ویبراتورهای فركانس بالاست، و با سیم B نیز می توان به فركانسvpm 14800 دست یافت. چنین فركانسی (vpm 14800) مربوط به عملكرد ویبراتورهای فركانس بالا در هوا می باشد. (یك مثال كاملاً آشكار مربوط به انتقال فركانسی از B به G مربوط است به فروبردن شلنگ ویبراتور با فركانس هواییvpm 14800 به فركانس درون بتنیvpm 11800 كه عملاً 20% افت فركانسی را نشان می دهد). سیم E نیز فركانسvpm 20000/1 تداعی می سازد كه شبیه صدای آژیر حمله هوایی است. چنانچه در كارگاه ویبراتوری این صدا شنیده شد، بهتر است شلوغ كاری را كنار گذاشته و با خاموش كردن ویبراتور، به فكر پوشاندن سطح بتن باشید.

 

پاسخ : بـتــــــــــــــــــــــ ــــــــن * -

محافظت آرماتور :
معمولاً بتن شرايط مناسبي براي محافظت فولاد ايجاد مي كند . انفعالي شدن (passivation) فولاد در بتن به دليل قليايي بودن زياد بتن است كه حدود PH آن بين 14-13 مي باشد . فرآيند خوردگي به لحاظ شكستن قشر محافظ فولاد كه يك قشر ميكروسكوپي است كه بر سطح فولاد ايجاد مي گردد، شروع مي شود. اين لايه محافظ كه تنها در pH زياد پايدار است، (در pH بالا نمي شكند) از مگهميتMaghemite () تشكيل يافته است . قليائيت بتن به دليل وجود هيدوركسيد كلسيم است كه بر اثر هيدراتاسيون سيمان توليد مي شود . هيدروكسيدهاي ديگر موجود در بتن نظير هيدروكسيد سديم (NaoH) و پتاسيم (KOH) تأثيري جزئي دارند . بنابراين در مواردي كه pH زياد و اكسيژن به اندازه كافي موجود است يك لايه مگنتايت Magnetite () بر روي سطح فولاد ايجاد مي گردد كه از خوردگي جلوگيري مي كند . دومين عاملي كه از خوردگي فولاد در بتن محافظت مي كند، پوشش بتن بر روي فولاد است كه يك مانع فيزيكي ايجاد مي كند . اين مانع از نفوذ عناصر مخرب مانند كلر و دي اكسيد كربن جلوگيري مي كند . اثر پوشش بتن به عنوان يك مانع ، تابع ضخامت پوشش و كيفيت بتن است .




كربناته شدن بتن (كربناسيون) carbonation
هواي معمولي داراي 03/0% گاز دي اكسيد كربن است در صورت نفوذ آن به داخل بتن بين هيدروكسيد موجود در بتن و دی اکسید کربنواكنش شيميايي انجام مي گردد و كربنات ها تشكيل مي شوند .
ادامة فرآيند كربناسيون به اين صورت است :
وقتي كه هوا به داخل منافذ موئينه بتن وارد مي شود، دی اکسید کربن هوا به سرعت با هيدروكسيدها تركيب مي شود . بنابراين هواي موجود در بتن كربن خود را از دست مي دهد و اين هواي بدون كربن با هواي كربن دار موجود در خارج از بتن تركيب مي شود . در اين شرايط دی اکسید کربن هواي خارج از بتن به طرف هواي بدون كربن در بتن جذب مي شود و غلظت يكنواخت برقرار مي گرد حركتدی اکسید کربن از منطقه غلظت زياد به منطقه غلظت كم بر مبناي مكانيزم انتشار انجام مي شود . لازم به ذكر است كه دی اکسید کربنفقط از بتن كربنات شده مي تواند عبور كند . بنابراين تمام هيدروكسيدها بايد تبديل به كربنات شوند . در اين روند دی اکسید کربن به حركت خود ادامه مي دهند و به منطقه بتن غير كربنات شده مي رسند . به طور كلي عمق كربناسيون تابع نفوذپذيري و رطوبت نسبي بتن و غلظت دی اکسید کربن محيط است . رطوبت نسبي بتن نقش عمده اي در عمق كربناسيون دارد ولي بايد اشاره كنيم كه چنانچه منافذ بتن انباشه از آب باشد سرعت انتشار گاز دی اکسید کربن كاهش مي يابد و اگر رطوبت بتن حدود 70% باشد روند كربناسيون سريع خواهد بود .
اثر كلر در خوردگي :
مهمترين عاملي كه تاكنون شناخته شده و در خوردگي فولاد نقش دارد وجود كلر در بتن است . يونهاي كلر از دو طريق وارد بتن مي شوند . آلوده بودن مصالح بتن مثل سنگدانه ها و آب مخلوط با كلر سبب مهيا شدن محيط آرماتور براي فرآيند خوردگي مي شود . طريقه ديگر نفوذ يون كلر از فضاي خارج به داخل بتن است . ضمناَ يادآور مي شود در صورتي كه pH بتن نيز زياد باشد يونهاي كلر قادرند كه اين لاية محافظ فولاد را تخريب كنند .

تهاجم سولفات : (تجزيه و تبديل يونهاي موجود در بتن)
تجزيه و تبديل هيدروكسيد كلسيم حاصل از هيدراتاسيون سيمان به سولفات كلسيم كه موجب انبساط و تخريب بتن مي شود . تبديل آلومينات ها و فريت هاي كلسيم هيدراته شده به سولفو آلومينات كلسيم و سولفو فريت كلسيم كه موجب انبساط و تخريب بتن نيز مي گردد .تجزيه سيليكات هاي كلسيم هيدراته شده كه سبب نرم شدن بتن و كاهش مقاومت مي شود در هر صورت بايد اشاره نمود كه يونهاي سولفات به تهايي قادر نيستند در فعاليت خوردگي آرماتور اثر بگذارند . از طرفي براي شروع و پيشرفت خوردگي كلر يا كلرور ضروري است . از اينرو مي توان فرآيند خوردگي را نيز از طرق مختلف نتيجه گرفت : 1- تهاجم آب دريا 2- فرآيند تراوش و شوره زدگي 3- فرآيند بلوري شدن (تبلور) 4- فرآيند تهاجم اسيدي (لوله هاي فاضلاب) 5- فرآيند تهاجم بيولوژيكي (مخازن و لوله هاي فاضلاب)

[/FONT]

 

پاسخ : بـتــــــــــــــــــــــ ــــــــن * -


پيشرفتهاي مكانيك شكست :
مكانيك يا مكانيزم شكست بتن روش توانمندي است براي مطالعه رفتار اعضاي بتن ساده و مسلح تحت كشش . ايدة سنتي مكانيزم هاي شكست خطي و محدوديت كاربرد آنها مدنظر ماست. بتن در اثر بارگذاري تغيير شكلهاي ارتجاعي (الاسيتك) و غير ارتجاعي از خود نشان مي دهد همچنين بر اثر خشك شدن يا سرد شدن، كرنش هاي ناشي از جمع شدگي در آن بوجود مي آيد . در صورتی كه جمع شدگي مقيد گردد ، كرنش هاي بوجود آمده موجب ايجاد تنش هاي منجر به ترك مي گردد . بايد در نظر داشت كه تنش هاي ناشي از كرنش هاي جمع شدگي و كرنش هاي ويسكو الاستيك (ويسكو ارتجاعي) يكسان نيستند. ولي با اين وجود درهر دو پديده عامل موثر و عوامل كنترل كنندة مشترك فراواني مشاهده مي شوند . جمع شدگي حرارتي در اجزاي حجيم و بزرگ مسأله مهمي است ، ميزان اين جمع شدگي با كنترل كردن ضريب انبساط حرارتي سنگدانه ، نوع و ميزان سيمان و دماي مصالح تشكيل دهندة بتن قابل مهار كردن است . علاوه بر اينها مفاهيم قابليت افزايش طول و ظرفيت كرنش كششي و اهميت آنها در ترك خوردگي بتن مؤثر است .
انواع تغيير شكلهاي بتن و اهميت آن :
تغيير شكل هاي بتن اغلب موجب ترك مي شود در نتيجه رفتار مصالح در مقابل بار و عوامل محيطي بوجود مي آيد. هنگامي كه يك بتنتازه سخت شده (اعم از بارگذاري شده يا نشده ) درمعرض درجه و رطوبت محيط قرار ميگيرد در آن جمع شدگي حرارتي (كرنش هاي جمع شدگي بر اثر سرد شدن) و جمع شدگي ناشي از خشك شدن (كرنش هاي جمع شدگي همراه با كاهش رطوبت) بوجود مي آيد .اهميت اين دو جمع شدگي نسبت به يكديگر (ناشي از خشك شدن و كاهش دما) يا تغيير شكل حاصل از آنها، بستگي به عواملي چون اندازه عضو بتني و مشخصات مصالح تشكيل دهنده بتن (ضرايب انبساط حرارتي) و نسبت اختلاط آنها دارد . عموماً در يك عضو ضخيم جمع شدگي ناشي از خشك شدن اهميت كمتري نسبت به جمع شدگي حرارتي دارد . بايستي توجه داشت كه اغلب سازه هاي سخت شده مقيد هستند و اين امر معمولا ناشي از اصطكاك عضو با لايه يا بستر است. حال اگر كرنش ناشي از جمع شدگي در يك ماده ارتجاعي كاملاً مقيد و كنترل شود ، اين امر موجب ايجاد تنش كششي ارتجاعي در آن مي شود . ميزان اين تنش از حاصلضرب كرنش در مدول ارتجاعي مصالح (E) بدست مي آيد . كه اين مدول ارتجاعي بتن همچنين تابع مشخصات مواد تشكيل دهنده و نسبتهاي اختلاط آنها مي باشد . ** پديده اي كه در آن بتن در اثر سطح تنش ثابت به مرور زمان تدريجاً تغيير شكل يابد خزش گفته مي شود . ** به پديده اي كه بتن تحت كرنشي ثابت است و تنش تدريجاً كاهش مي يابد وادادگي تنش اطلاق مي شود. بروز هر دو اين پديده ها از مظاهر بارز و خاص مصالح ويسكو الاستيك است . بطوريكه يك عضو بتني زماني كه مقيد مي گردد ، رفتار ویسكو الاستيك بتن در قالب ادامه تنش با زمان انجام ميشود .

رابطه غير خطي تنش و كرنش :
با توجه به منحني هاي تنش و كرنش براي سنگدانه ، خمير سيمان و بتن تحت فشار تك محوري نشان داده شده است كه بتن در مقايسه با سنگدانه و خمير سيمان مادة ارتجاعي نيست نه تنها كرنش ايجاد شده در بتن بر اثر بار آني با تنش وارد شده به طور مستقيم رابطه اي ندارد بلكه در بار برداري نيز كرنش ها كاملاً به حالت اوليه بر نمي گردند . برای بررسي و تشريح علت غير خطي بودن رابطه تنش و كرنش در بتن مطالعاتي در مورد نحوة گسترش ريز تركها در بتن تحت بار از جمله در دانشگاه كرنل انجام شده است . بر اساس كارهاي انجام شده در اين دانشگاه و بررسي هاي انجام شده توسط ديگر محققين از نقطه نظر سطوح مختلف تنش (برحسب درصدي از بار نهايي و ايجاد تركهاي ريز در بتن) 4 حالت طبق شكل زير پيشنهاد مي گردد . در حال حاضر مشخص شده است كه حتي قبل از اعمال بارخارجي در بتن ريز تركهاي زيادي در ناحيه انتقال بتن خميري سخت شده و درشت دانه وجود دارد . تعداد و عرض اين ريزتركها علاوه بر عوامل مختلف به آب انداختگي بتن ، مقاومت ناحيه انتقال و طول مدت زمان عمل آوري بتن نيز بستگي دارد. به علت تفاوت ضرايب ارتجاعي ، كرنش هاي متفاوتي مابين خمير و شن رخ مي دهد كه عامل ايجاد تركها در ناحيه انتقال مي باشد بطوريكه در بارهاي كمتر از 30 درصد بار نهايي تركها در ناحيه انتقال پايدار مانده و در نتيجه منحني تنش – كرنش خطي باقي مي ماند . در بارهاي بيش از 30% بار نهايي (حالت دوم) با افزايش تنش ها تركهاي ناحيه انتقال از نظر طول و عرض و تعداد شروع به افزايش مي كند . بنابراين با افزايش تنش ها نسبت كرنش به تنش افزايش يافته و منحني از حالت خط راست خارج مي شود . به هر حال تا تنش هاي حدود 50% تنش نهايي مي توان فرض كرد كه حالت پايداري در ريز تركها در ناحيه انتقال وجود دارند كه در اين حالت تركهاي ايجاد شده در خمير قابل ملاحظه نيستند . حال در بارهاي حدود 60-50 درصد بار نهايي تركهاي جديدي درخمير شروع به تشكيل شدن مي كنند و با افزايش بيشتر تنش تا حدود 75 درصد بار نهايي بطوريكه منحني تنش و كرنش به طرف محور افقي سوق پيدا مي كند . دربارهاي حدود 80-75 درصد بار نهايي سرعت و آهنگ رهايي انرژي كرنش به سطح بحراني لازم براي رشد سريع تركها تحت تنش اعمال شده رسيده كه اين سطح تنش براي گسيختگي مصالح كافي مي باشد . به طور خلاصه اعمال 75% بار نهايي (حالت چهارم) با افزايش تنش و كرنش بالايي انجام مي شود كه نشان دهندة پيوسته شدن سيستم تركها به علت گسترش سريع آنها در خمير و ناحيه انتقال مي باشد .

 

پاسخ : بـتــــــــــــــــــــــ ــــــــن * -

انواع ضرايب ارتجاعي :
مدول ارتجاعي استاتيكي بتن تحت كشش يا فشار از روي شيب منحني تنش كرنش در بار گذاري تك محوري بدست مي آيد .
از آنجا كه اين منحني براي بتن غير خطي است 3 روش براي محاسبه آن وجود دارد :
1- ضريب يا مدول مماسي كه شيب خطي است كه از هر نقطة غير مشخص منحني مماس بر آن رسم مي گردد .
2- ضريب يا مدول سكانت كه شيب خطي است كه از مبدأبه نقطه اي از منحني نظير 40%تنش نهايي گسيختگي است .
3- ضريب يا مدول وتري كه شيب خطي است كه از بين دو نقطه منحني تنش كرنش رسم می شود .در مقايسه با ضريب سكانت در اينجا به جاي مبدأ نقطه اي را در نظر مي گيريم نظير كرنش50 از اين نقطه را به نقطه نظير 40% بار نهايي وصل مي كنيم تا خط مورد نظر بدست آيد . جابجايي خط ، به ميزان 50 ميكرواينچ بر اينچ و به منظور تصحيح تحدب نمودار است كه اغلب در شروع منحني تنش كرنش مشاهده مي شود، توصيه شده است.
مدول ارتجاعي ديناميكي كه بسيار كوچك است ، تقريباً برابر با مدول مماس اوليه است، خطي كه از مبدا به صورت مماس بر منحني رسم مي شود . اين ضريب معمولاً در حدود 20 و 30 و 40 درصد بيش از مدول ارتجاعي استاتيكي به ترتيب براي مقاومت زياد ، متوسط و كم مي باشد . در تحليل تنش سازه هايي كه به آنها نيروي زلزله يا بارهاي ضربه اي وارد مي شود مناسب تر آنست كه از مدول ارتجاعي ديناميكي استفاده شود. بدست آوردن اين ضريب با دقت بيشتري از طريق روشهاي صوتي امكان پذير است .

مدول ارتجاعي خمشي :
با استفاده از آزمايش تغيير شكل تيرهاي بتني تحت بارگذاري بدست مي آيد . در يك تير با تكيه گاههاي ساده در دو طرف كه در وسط دهانه باگذاري شده است با طرفنظر كردن از تغيير شكل برشي مقدار تقريبي اين ضريب از راطه زير بدست مي آيد .
مدول ارتجاعي خمشي (مدل گسيختگي)اغلب براي طراحي و تحليل روسازي هاي بتني مورد استفاده قرار ميگيرد .
مدل ارتجاعي استاتیكي :

اين ضريب طبق استاندارد ASTM-c469 براي تعيين اندازه گيري مدول ارتجاعي استاتیکی(وتری) و ضریب پواسون از نمونه های استوانه ای شکل به شعاع 15 cm و ارتفاع 30 cmتحت فشار طولي و با سرعت ثابت در محدودة تنش2.45±0.35kg/cm2 بارگذاري مي شود و تغيير مكان نمونه ها با يك كرنش سنج اندازه گيري مي شود .

مواد مضاف در بتن :
مواد مضاف ، موادي شيميايي هستند كه به مقدار جزئي به بتن اضافه مي شوند تا بعضي از خواص مناسب و مطلوب را در بتن ايجاد كنند .
ميزان مصرف مواد مضاف در بتن كم بوده و معمولاً به صورت درصدي از وزن سيمان مشخص مي شود .
مواد مضاف بسيار متنوع بوده و در محدوده بسيار وسيعي تقسيم بندي شده اند در اينجا مواد مضاف با يك تقسيم بندي نسبتاً ساده بيان مي شود :
دسته اول : تسريع كننده ها (زود گير كننده ها )
اين دسته از مواد مضاف ، سبب مي شوند تا گيرش سيمان تسريع و بالنتيجه بتن زودتر بگيرد و سفت شود .
از جمله مشهورترين و بهترين تسريع كننده ها كلرور كلسيم (CaCl2) مي باشد.
اين ماده شيميايي را ابتدا با آب بتن مخلوط كرده و سپس به مخلوط شن و ماسه و سيمان می افزایند .
موارد مصرف تسريع كننده ها بطور كلي در تمام مواردي است كه سيمان زودگير مصرف مي‎شود . يعني هر جا كه مصرف سيمان زودگير لازم باشد ، (در تعميرات فوري، جايي كه بخواهند قالب را زود باز كنند و جايي كه هوا سرد است) مي توان بجاي سيمان زودگير از سيمان معمولي به اضافه اين ماده افزودني استفاده كرد.
استفاده از كلرور كلسيم مقاومت بتن را در مقابل فرسايش و سايش افزايش داده ولي مقاومت آن را در مقابل حملة سولفاتها كاهش مي دهد افت بتن را نيز 10 تا 15 درصد افزايش مي دهد ولي در هر حال بدترين ضرر اين ماده مضاف تأثير سوء آن بر آرماتور ها و ايجاد خوردگي در آنهاست .
در سازه هاي بتن آرمه توصيه شده از اين ماده بيش از 5/0 درصد وزني سيمان استفاده نشود . در بتن پيش تنيده به هيچ وجه نبايد از اين ماده استفاده كرد (به دليل حساسيت فوق العاده زياد كابلهاي پيش تنيده به خوردگي ) .
در سازه هاي آبي مانند ديوارهاي مخازن و كانالهاي آب ، حتي المقدور نبايد از اين ماده استفاده كرد . در چنين سازه هايي در صورت ضرورت حداكثر مي توان به ميزان 1/0 درصد وزن سيمان از كلرور كلسيم استفاده نمود چون در سازه هاي آبي ، آب در بتن نشت كرده و از كلرور كلسيم مصرفي آنچه را كه عمل نكرده است مجدداً فعال مي كند .
موارد ديگري از جمله كلرور سديم و كلرور باريم را مي توان جزء تسريع كننده ها شمرد .
دسته دوم : كندگير كننده ها
موادي هستند كه اگر به بتن اضافه شوند ، زمان گيرش و سخت شدن بتن را به تعويق مي اندازند . لذا در تمام مواردي كه سميان كندگير به كاربرده مي شود ، مي توان به جاي آن از سيمان پرتلند معمولي به اضافه مواد مضاف كندگير كننده استفاده كرد . (از جمله در بتن ريزي هاي حجيم براي جلوگيري از تنش هاي حرارتي ، در هواي گرم براي ساده كردن نحوه مراقبت ، در هواي گرم براي جلوگيري از ايجاد اتصالات سرد).
يكي از كندگير كننده ها شكر است و عملكرد آن به نحوي است كه اگر د رحد 05/0 درصد وزني سيمان به بتن اضافه شود ، گيرش سيمان را 4 ساعت به تأخير مي اندازد و اگر در حد 1 درصد وزني سيمان به بتن اضافه شود ، گیرش سيمان به كلي متوقف می شود . از اين مقدار شكر مي توان براي جلوگيري از گيرش بتن در مواقعي كه ميكسر خراب شده و قابل تخليه نيست استفاده كرد .
دسته سوم : روان كننده ها
موادي هستند كه اگر به بتن اضافه شوند ، بدون اينكه نيازي به افزايش آب باشد ، اسلامپ (كارايي) بتن افزايش مي يابد . به اين مواد گاهي مواد مضاف كاهش دهنده آب نيز گفته مي شود به جهت روان كنندگي مناسب اين مواد ، بعضي از مهندسين براي رسيدن به كارايي بالاتر ، ترجيح مي دهند به جاي استفاده از نسبت آب به سيمان بيشتر از مواد مضاف روان كننده استفاده كنند . استفاده از اين دسته از مواد مضاف در مواردي كه از پمپ بتن استفاده مي شود ، مناسب است . روان كننده ها را در بازار به نام پلاستي سايزر و نوع مرغوب آن را به نام سوپر پلاستي سايزر يا فوق روان كننده عرضه مي كنند . روان كننده ها به ميزان جزئي مقاومت فشاري بتن را كاهش مي دهند ، ولي تأثير افزايش نسبت آب به سيمان براي رسيدن به كارايي مناسب در مقايسه با اضافه كردن روان كننده در كاهش مقاومت فشاري بتن ، به مراتب بيشتر است .
دسته چهارم : مواد مضاف هوازا
مواد مضاف هوازا سبب مي شوند حبابهاي بسيار ريز هوا (حبابهاي ريزتر از 05/0 ميليمتر كه طبيعتاً با چشم قابل رؤيت نيستند ) ، در بتن ايجاد شود به مواد مضاف هوازا گاهي مواد مضاف ايجاد كننده حباب هوا و بتن حاصله در اصطلاح بتن هوا دار مي گويند .
بتن هوا دار معمولاً در محدوده 4% الي 8% هوا دارد .
قابل توجه است كه حبابهاي هوا در بتن به دو دسته اند :
1- حبابهاي غير عمدي كه درشت تر از 05/0 ميليمتر و اكثراً با ابعادي در حدود چندين ميليمتر هستند .
2- حبابهاي عمدي كه ريزتر از 05/0 ميليمتر هستند .
وجود حبابهاي غير عمدي در بتن اجتناب ناپذير بوده و اين حبابها كم و بيش در بتن ايجاد مي شوند ويبره كردن بتن بدين منظور صورت مي گيرد كه حبابهاي هواي غير عمدي را در بتنبه حداقل ممكن برساند اما عملاً هيچگاه حبابهاي هوا در بتن به صفر نمي رسد . معمولا در بتن هاي عادي بين 5/0 تا 3 درصد هوا وجود خواهد داشت .دسته دوم حبابها ، حبابهاي عمدي هستند كه با استفاده از مواد مضاف هوازا يا با استفاده از سيمانهاي هوازا (سيمان تيپ IA ، IIA ، IIIA) و يا با استفاده توأم از سیمان هوازا و مواد مضاف هوازا ، ايجاد مي شوند .
قابل توجه است كه حتي زماني كه از مواد مضاف هوازا استفاده مي شود ، در كنار ايجاد حبابهاي ريز هوا ، وجود حبابهاي درشت (حبابهاي هواي غير عمدي) در بتن اجتناب ناپذير است و از 4 الي 8 درصد هواي ايجاد شده در بتن ، ممكن است 1 الي 2 درصد آن حبابهاي غير مفيد و درشت هوا باشد با ويبره كردن ابتدا اين حبابهاي درشت تاحدي خارج مي شود ، اما اگر ويبره بيش از حد انجام شود ، قسمتي از حبابهاي ريز عمدي نيز از بتن خارج مي شوند .
بعضي از مواد مضاف هوازا عبارتند از :
1- چربي طبيعي جانوران (نظير پيه گاو)
2- صمغ طبيعي درختان
بديهي است مواد فوق را نمي توان بطور طبيعي بكار برد بلكه آنها را به صورت تركيبي با مواد شيميايي ديگر (تثبيت كننده) به صورت پودر يا مايع در اختيار مصرف كننده قرار مي دهند .​

__________________

 

پاسخ : بـتــــــــــــــــــــــ ــــــــن * -

یکی از قسمتهای مهم در عملیات بتن ، عمل آوری بتن است . عمل آوری ، یعنی نگه داشتن مقدار رطوبت و دمای بتن در حدی رضایت بخش در طی دوره ای مشخص ، که بلافاصله پس از بتن ریزی و اتمام عملیات پرداخت آغاز میشود ، چنانکه بتن بتواند به خواص مورد نظر برسد بعبارت دیگر فرایندی که از افت رطوبت بتن جلوگیری کرده و دمای بتن در حد رضایت بخش حفظ شود ، را عمل آوری بتن گویند .
عمل آوری بتن برخواص بتن سخت شده مانند دوام ، مقاومت ، آب بندی ، مقاومت سایشی ، ثبات حجمی ، مقاومت در برا بر یخ زدن و آب شدن ، نمکهای یخ زدا ، تاثیر بسزایی می گذارد .
اهداف عمل آوری :
1- جلوگیری از کاهش رطوبت یا تامین رطوبت از دست رفته
2- حفظ دمای بتن در حدی مطلوب به مدت زمانی معین
3- توسعه مقاومت بتن با تکمیل عملیات هیدراسیون سیمان
مدت عمل آوری
مدت زمانی که بتن باید از نظر کاهش رطوبت محافظت شود ، به نوع سیمان ، نسبت اجزای مخلوط ، مقاومت مورد نیاز ، اندازه و شکل عضو بتنی ، هوای محیط و به شرایط بعدی که بتن در معرض آن قرار خواهد گرفت ، یستگی دارد . در این مقاله همه شرایط یکسان فرض شده و فقط نوع سیمان مصرفی ( سیمان پرتلند دو – سیمان پرتلند پوزولانی ) که اکثرا" در سازه های بتنی مورد استفاده قرار میگیرد ، بررسی و نتیجه گیری میشود .
بتن را می توان به کمک سه روش عمل آوری ، مرطوب نگه داشت :
1- روش هایی که با اشباع کردن محیط پیرامون بتن ، حضور آب اختلاط در بتن را در دوره سخت شدن اولیه حفظ می کنند . این روش ها شامل ایجاد برکه یا غوطه ور کردن ، آبپاشی و پوشش های خیس اشباع شده مانند گونی خیس می باشد .
2- روش هایی که از طریق اندود کردن سطح ، از کاهش آب اختلاط بتن جلوگیری می کنند . این کار را می توان از طریق پوشاندن بتن با کاغذ نفوذ پذیر یا ورقهای نایلون انجام داد .
3- روشهایی که با تامین حرارت و رطوبت اضافی برای بتن ، رشد مقاومت آن را تسریع می کنند . این کار معمولا" با بخار زنده ، سیم پیچ های گرما زا ، قالبها یا بالشتک هایی که با برق گرم می شوند ، انجام میگیرد .
نتیجه گیری :
1- نظر براینکه روند توسعه مقاومت سیمان پرتلند پوزولانی به درجه فعال بودن پوزولان و نسبت سیمان پرتلند در مخلوط بستگی دارد ، لذا کارخانه های تولید کننده سیمان پرتلند پوزولانی بایستی مشخصات کامل سیمان و درجه فعال بودن پوزولان را بصورت کامل به اطلاع مصرف کنندگان برسانند .
2- زمان لازم برای عمل آوردن را نمی توان بسادگی توصیه نمود و لیکن معمولا" حداقل مدت هفت روز را برای بتن ساختن شده با سیمان پرتلند معمولی توصیه می نمایند و حداقل مدت ده روز را برای بتن ساختن شده با سیمان پرتلند پوزولانی معمولی توصیه میشود .
3- با توجه با اندازه و شکل سازه ، مدت زمان عمل آوری سازه ها متفاوت می باشد و در این راستا دالها و سقف های تیرچه بلوک که دارای ضخامت کمتر و سطح بیشتر هستند ، نسبت به تیرها و ستونها و فونداسیون ساختمان ، نیازمند مدت زمان عمل آوری بیشتر و مناسب تر می باشد